羅彩玉

(新疆阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆阿克蘇 843000)

最近幾年，隨著我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并在生活、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域中取得了良好的應(yīng)用效果，不僅有利于更好地節(jié)省能源，提高能源利用率，還能最大限度地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，同時(shí)，為提高企業(yè)的生產(chǎn)力和市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮出重要作用。因此，在stm32單片機(jī)的應(yīng)用背景下，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用顯得尤為重要。

一、機(jī)電控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由以下七個(gè)部分組成，分別是并聯(lián)補(bǔ)償元件、放大元件、執(zhí)行元件、串聯(lián)補(bǔ)償元件、控制對(duì)象和測(cè)量元件。其中，并聯(lián)補(bǔ)償元件和串聯(lián)補(bǔ)償元件是該系統(tǒng)核心元件，并聯(lián)補(bǔ)償元件主要用于對(duì)牽引網(wǎng)無功功率的補(bǔ)償，以達(dá)到改善電壓質(zhì)量的目的；而串聯(lián)補(bǔ)償元件主要用于對(duì)牽引網(wǎng)電抗的補(bǔ)償，以達(dá)到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。機(jī)電控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 機(jī)電控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)架構(gòu)圖

機(jī)電控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要?jiǎng)澐譃閮纱竽K：一種是功率電路模塊設(shè)計(jì)，另一種是控制電路模塊設(shè)計(jì)。其中功率電路模塊設(shè)計(jì)在整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中占據(jù)著舉足輕重的地位，其設(shè)計(jì)水平的高低直接影響了該系統(tǒng)能量供應(yīng)效果[1]。因此，在對(duì)功率電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)軟件開發(fā)人員要在充分考慮整流電路、功率電路、電磁感應(yīng)燈因素的基礎(chǔ)上，以保證機(jī)電控制系統(tǒng)功能的完善性和強(qiáng)大性。

二、機(jī)電控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)鍵盤接口的設(shè)計(jì)

機(jī)電控制系統(tǒng)鍵盤原理框圖如圖1所示，從圖中可以看出，通過采用專用插座的方式，可以將PC鍵盤與系統(tǒng)鍵盤接口模塊進(jìn)行有效連接，確保數(shù)據(jù)KB_DAT和時(shí)鐘KB_CLK均能與P3.0的引腳進(jìn)行準(zhǔn)確無誤地連接，當(dāng)PC鍵盤被成功按下時(shí)，會(huì)形成時(shí)鐘KB_CLK信號(hào)，導(dǎo)致AT89C55WD與P3.0的引腳之間的連接發(fā)生中斷[2]，此時(shí)，需要采用外中斷的方式使定時(shí)器能正常工作，確保PC鍵盤發(fā)出的信號(hào)傳輸?shù)较鄳?yīng)的緩沖區(qū)內(nèi)。接著，利用相關(guān)主程序，采用掃碼解碼的方式，確保上位單片機(jī)能夠正常接收相應(yīng)的鍵值，同時(shí)，利用并行方式或者串行方式將編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給上位單片機(jī)，以保證指示系統(tǒng)始終處于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

圖2 機(jī)電控制系統(tǒng)的鍵盤原理框圖

（二）系統(tǒng)液晶標(biāo)牌打印的設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)而言，在進(jìn)行初始化的過程中，需要事先對(duì)以下幾個(gè)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，如初始化輸入接口、液晶顯示器運(yùn)行狀態(tài)、液晶顯示器顯示內(nèi)容、打牌機(jī)的初始化處理、液晶標(biāo)牌打印的設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)液晶標(biāo)牌打印的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中的重要工作[3]，系統(tǒng)液晶標(biāo)牌打印的設(shè)計(jì)需要完成的主要任務(wù)為：首先，對(duì)RESET信號(hào)進(jìn)行控制和復(fù)位，并對(duì)液晶顯示器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，確保字符層與5圖形層能夠有效銜接起來，此外，還要對(duì)光標(biāo)位置、字符地址、顯示器相關(guān)參數(shù)等信息進(jìn)行設(shè)置和管理。

（三）系統(tǒng)硬件電路布局的設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)而言，為了確保電路板的設(shè)計(jì)水平，相關(guān)軟件開發(fā)人員要嚴(yán)格按照布局的相關(guān)細(xì)則和要求，采用自動(dòng)布線的方式，對(duì)布線進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。1.在對(duì)系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行布局時(shí)，需要將具有關(guān)聯(lián)的元件放置在一起。而對(duì)于那些易燃易爆、易產(chǎn)生噪音污染的元件，要盡可能遠(yuǎn)離機(jī)電控制系統(tǒng)的相關(guān)電路[4]，以提高機(jī)電控制系統(tǒng)的抗干擾能力，從而保證該系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。2.嚴(yán)格按照元器件使用標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)電路信號(hào)排序流程進(jìn)行不斷修正、優(yōu)化和完善，從而最大限度地提高系統(tǒng)硬件電路布局設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。3.在對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行選擇的過程中，相關(guān)軟件開發(fā)人員要將電路板的相關(guān)信號(hào)頻率控制在2MHZ以內(nèi)，盡可能減小布線與元件之間得到電磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)，為了盡可能避免接地電路內(nèi)部形成的電流對(duì)電磁感應(yīng)產(chǎn)生比較大的干擾，相關(guān)軟件開發(fā)人員需要采用接地的方式，使電路無法形成回路電流。

（四）機(jī)電控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

機(jī)電控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，具有很強(qiáng)的通用性，被廣泛地應(yīng)用于生活、農(nóng)業(yè)、軍事等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。例如：變頻空調(diào)被應(yīng)用于人們的日常生活中，為人們的生活帶來了方便和舒適，極大地提高了人們的生活質(zhì)量，該空調(diào)很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空調(diào)僅能在額定電壓220V、50HZ工作的局限性，可以對(duì)工作的電壓和供電頻率進(jìn)行隨意改變[5]，以達(dá)到靈活控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻空調(diào)的工作原理為通過科學(xué)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對(duì)居民室內(nèi)溫度的科學(xué)控制。又如，微光機(jī)電系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事和航天領(lǐng)域中，該系統(tǒng)作為一種新型、先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)，主要由以下三個(gè)部分組成，分別是微光學(xué)、微電子、微機(jī)械，該系統(tǒng)的工作原理為通過利用微光學(xué)元件，從匯聚光束、衍射光束和反射光束等方面入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的控制，對(duì)促進(jìn)軍事和航天的快速發(fā)展有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

三、結(jié)束語

綜上所述，在stm32單片機(jī)的應(yīng)用背景下，機(jī)電控制系統(tǒng)在開發(fā)和應(yīng)用方面取得了很大的突破和創(chuàng)新，該系統(tǒng)不僅功能強(qiáng)大，通用性強(qiáng)，具有良好的用戶體驗(yàn)，還在生活、農(nóng)業(yè)、軍事等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中取得了顯著的應(yīng)用效果。因此，深受廣大用戶的青睞和喜愛。為了方便后期系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)，需要相關(guān)軟件開發(fā)人員再接再厲，用更加優(yōu)雅的代碼擴(kuò)充更多適用的功能，從而為促進(jìn)機(jī)電控制系統(tǒng)健康、可持續(xù)發(fā)展，提高其應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景提供有力的保障。